Comment fonctionne une DEL ?

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Comment fonctionne une DEL ?

Bonjour.
Je m'appelle Claire et je suis une étudiante de CNED. Je précise que les questions que je pose sont dans le cadre d'une préparation au concours de professeur des écoles. Je suis en effet en train de travailler les sciences expérimentales qui me posent quelques problèmes.
Pouvez-vous m'expliquer le fonctionnement d'une diode électroluminescente ? Je crois qu'il y a le passage des électrons de la bande de valence à la bande de conduction qui provoque la production de photon. Est-ce bien ça et en quoi consistent ces bandes ?
Merci de votre réponse.

Dans un atome isolé, les niveaux d'énergie que peut atteindre un électron sont très étroits et très bien définis. Dans un cristal au contraire, les états électroniques de chaque atome se chevauchent et se mélangent de sorte que les niveaux d'énergie accessibles aux électrons sont beaucoup plus larges et constituent ce qu'on appelle des "bandes". Ces bandes sont séparées par des "bandes interdites" et les électrons doivent franchir celles-ci quand, soit ils sont excités d'une bande basse en énergie vers une bande plus haute par un apport d'énergie extérieure, soit ils se désexcitent d'un niveau haut vers un niveau bas en émettant de l'énergie. Dans certains semi-conducteurs, l'intervalle entre la bande de valence (la plus basse) et la bande de conduction (plus élevée) correspond à l'énergie d'un photon de lumière visible. Si on excite électriquement des électrons pour qu'ils fassent le saut vers le haut, ils ne demandent qu'à redescendre en émettant un photon. La couleur de la diode dépend de la distance en énergie entre les deux bandes.

Oui c'est bien celà.
Un petit rappel sur les "BANDES D'ENERGIE" et donc le "GAP".
Dans un cristal semi conducteur, les électrons ne peuvent accéder qu’à des niveaux d’énergie bien précis, lesquels se répartissent de manière quasi continue. Ces niveaux d’énergie se superposent pour former des bandes d’énergie.
Dans la bande de valence, les électrons ne font que participer aux liaisons interatomiques, conférant ainsi à ce dernier sa solidité. Quand les atomes gagnent la bande de conduction ils sont alors libres de se mouvoir. Et par conséquent libres de conduire un courant électrique. Entre ces deux bandes, se situe une zone dite « interdite » de taille différente selon le semi conducteur.
Une LED est constituée de la jonction de matériaux dits "type N" et "type P". Pour schématiser, dans les types "N", on a forcé le matériau à avoir trop d'électrons. Dans le type "P", c'est l'inverse, on a créé des "trous".
L'assemblage de ces deux matériaux forme une jonction dite PN, et qui forme une diode. Pour info, lorsque on met trois matériaux pour faire par exemple PNP, on forme un transistor.

Lorsque on applique à cette diode une tension et qu'on force les électrons à passer du côté P au côté N, à l'interface de la jonction les électrons et les trous se recombinent, les électrons passent donc de la zone de conduction à la zone de valence. Il y donc libération de l'énergie de Gap, expliquée plus haut, et qui peut correspondre, si les matériaux sont bien choisis, à de l'émisssion de lumière. Si ce n'est pas le cas, il se produit juste de la chaleur. C'est la seule différence entre une diode et une DEL.
En espérant avoir répondu à votre question.
Cordialement,

Stéphane PERROT

Stéphane PERROT
26 Rue des Jardins du Sauzat
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